KR20220128380A - 이송 기계 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 관형 프로파일(tubular profile)의 냉간 소성 변형 및/또는 칩 제거 처리를 위한 이송 기계(transfer machine)(1)에 관한 것이다. 이러한 이송 기계는 베이스(11), 장착 테이블(12), 회전식 테이블(13), 및 복수의 전기기계 작업 유닛들(2;3;4;5)을 포함한다. 상기 전기기계 작업 유닛들(2;3;4;5)은 상기 장착 테이블(12) 상에 설치된다. 각각의 전기기계 작업 유닛(2;3;4;5)은 제1 전진 그룹(advance group)(21;31;41;51)을 포함하고, 이는 차례로, 제1 전진 모터(22;32;42;52), 제1 전진 재순환 볼 스크류(23;33;43;53), 제1 전진 너트(24;34;44;54), 및 제1 관형 스템(tubular stem)(25;35;45;55)을 포함한다. 상기 재순환 볼 스크류(23;33;43;53)는 제1 전진 모터에 의해 이동된다. 상기 제1 전진 너트(24;34;44;54)는 제1 전진 재순환 볼 스크류에 맞물린다. 상기 제1 관형 스템은 제1 전진 너트에 맞물려 일체화되며, 제1 툴 홀더 요소(36;46;56)의 전진 및/또는 위치결정을 정의한다.
Description
본 발명은 이송 기계(transfer machine)의 분야에 관한 것이고; 특히, 본 발명은 적어도 하나의 관형 프로파일의 냉간 소성 변형 및/또는 칩 제거 처리를 위한 이송 기계에 관한 것이다. 이러한 처리된 관형 프로파일은 그 다음에 자동차 기술 부문 또는 열-유압(thermo-hydraulic) 부문을 위한 것이다.
공압식으로 또는 유체역학적으로 작동되는 작업 유닛을 사용하는 관형 프로파일의 냉간 성형을 위한 이송 기계가 선행 기술에서 알려져 있다. 실제로, 선행 기술의 이송 기계는 공압식 또는 유압식 액추에이터를 사용하여 가변 직경 및 두께를 갖는 관형 프로파일의 냉간 소성 변형을 위해 필요한 추력(thrust)을 얻는다.
혼합된 액추에이션 작업 유닛, 즉, 부분적으로 전기기계 그리고 부분적으로 공압식/유압식 유닛을 사용하는 이송 기계 역시 공지되어 있다. 이러한 이송 기계는 전기기계 액추에이터가 변형 공정 중에 관형 프로파일을 변형시키기에 충분한 추력을 생성할 수 있는 적어도 하나의 공압 및/또는 유압 액추에이터로 교체될 것을 요구한다.
가압된 유체를 위한 공급 회로의 존재는 이송 기계가 가압된 유체가 공급되는 액추에이터에 의해 전적으로 작동되든지 또는 전기기계 및 공압식/유압식 액추에이터를 통합한 혼합된 액추에이션을 가지든지 간에 전술한 경우들 모두에서 여전히 필요하다.
도관 또는 가압된 유체를 공급하기 위한 공급 회로의 존재는 이송 기계의 설계 및 조립을 복잡하게 한다는 것이 알려져 있다. 선행 기술에 따른 기계적 처리를 위한 이송 기계의 예는 WO2018/172952A1호에 기재되어 있다.
불리하게도, 가압된 유체를 위한 회로를 포함하는 이송 기계는 구조적으로 복잡할 뿐만 아니라 위험하다. 실제로, 가압된 유체를 전달하는 기계적 요소들은 더 높은 안전 표준, 지속적인 모니터링, 및 잦은 유지보수를 요구한다. 이러한 안전 표준을 준수하는 것은 이송 기계의 정확하고 안전한 작동을 보장하기 위해 더 높은 비용을 초래한다.
본 발명의 목적은 선행 기술에 따른 이송 기계에 관련해서 위에서 지적된 단점들을 적어도 부분적으로 회피할 수 있는 냉간 소성 변형 및/또는 칩 제거 처리를 위한 이송 기계를 제안하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1항에 따른 냉간 소성 변형 및/또는 칩 제거 처리를 위한 이송 기계에 의해 달성된다. 종속항은 본 발명의 바람직한 실시예들을 기재한다.
본 발명에 따른 이송 기계의 특징들과 이점들은 첨부된 도면들에 관련하여, 비제한적인 예들을 통해 주어진 바람직한 실시예들을 예시하는 다음의 설명으로부터 명백하게 될 것이다:
- 도 1은 본 발명에 따른 이송 기계의 사시도를 보여주며;
- 도 2는 도 1의 이송 기계의 추가 사시도를 도시하며;
- 도 3은 추가 실시예에 따른 전기기계 작업 유닛을 도시하며;
- 도 4는 추가 실시예에 따른 전기기계 작업 유닛을 도시하며;
- 도 5는 여전히 추가 실시예에 따른 전기기계 작업 유닛을 도시하며;
- 도 6은 추가 실시예에 따른 전기기계 작업 유닛을 도시한다.
- 도 1은 본 발명에 따른 이송 기계의 사시도를 보여주며;
- 도 2는 도 1의 이송 기계의 추가 사시도를 도시하며;
- 도 3은 추가 실시예에 따른 전기기계 작업 유닛을 도시하며;
- 도 4는 추가 실시예에 따른 전기기계 작업 유닛을 도시하며;
- 도 5는 여전히 추가 실시예에 따른 전기기계 작업 유닛을 도시하며;
- 도 6은 추가 실시예에 따른 전기기계 작업 유닛을 도시한다.
상기 도면들에서, 본 발명에 따른 이송 기계는 전체로서 참조 번호 1로 표시된다.
일반적인 실시예에서, 적어도 하나의 관형 프로파일의 냉간 소성 변형 및/또는 칩 제거 처리를 위한 이송 기계(1)가 제안된다. 이러한 이송 기계는 베이스(11), 장착 테이블(12), 회전식 테이블(13), 및 복수의 전기기계 작업 유닛들(2;3;4;5)을 포함한다. 베이스(11)는 베이스 표면(B) 상에 안착을 허용한다. 장착 테이블(12)은 베이스 평면(B)에 직교하도록 고정되고 배열된다. 회전식 테이블(13)은 장착 테이블과 마주본다. 전기기계 작업 유닛들(2;3;4;5)은 장착 테이블(12) 상에 설치된다.
회전식 테이블(13)은 복수의 작업 스테이션들(131)을 포함하고, 상기 복수의 작업 스테이션들의 각각의 작업 스테이션은 관형 프로파일을 클램핑하기 위한 바이스(vise)(132)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 바이스(132)는 한 쌍의 하프 조들(half-jaws)을 포함하고, 상기 한 쌍의 하프 조들 중 제1 하프 조는 고정되고 제2 하프 조는 이동가능하다.
유리하게는, 이동가능한 하프 조는 처리될 관형 프로파일의 직경의 가능한 변화에 적응하고, 이송 기계가 다양한 유형의 관형 프로파일에 대하여 유연하도록 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 수용 시트들(seats)(121)이 장착 테이블(12) 내에 형성되며, 이러한 복수의 수용 시트들(121)의 각각의 수용 시트는 각각의 작업 스테이션을 마주본다. 각각의 수용 시트는 또한 상기 복수의 전기기계 작업 유닛들의 전기기계 작업 유닛을 수용하기에 적합하다.
각각의 전기기계 작업 유닛(2;3;4;5)은 제1 전진 그룹(21;31;41;51)을 포함한다. 이러한 제1 전진 그룹은 차례로 제1 전진 모터(22;32;42;52), 제1 전진 재순환 볼 스크류(23;33;43;53), 제1 전진 너트(24;34;44;54), 및 제1 관형 스템(stem)(25;35;45;55)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 전진 모터(22;32;42;52)는 전기적이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 전진 재순환 볼 스크류(23;33;43;53)는 제1 전진 모터에 의해 이동되고 장착 테이블(12)에 실질적으로 직교하는 제1 전진 스크류 축(V')을 따라서 연장된다. 상기 제1 전진 너트(24;34;44;54)는 제1 전진 재순환 볼 스크류에 맞물리고 제1 전진 스크류 축(V')을 따라서 병진이동 가능하다. 상기 제1 관형 스템(25;35;45;55)은 제1 스템 근위 단부(25’;35’;45’;55’)와 제1 스템 원위 단부(25";35";45";55") 사이에 연장된다. 상기 제1 스템 근위 단부는 제1 전진 너트에 맞물리고 이와 통합되는 한편, 상기 제1 스템 원위 단부는 제1 툴 홀더 요소(tool holder element)(36;46;56)의 전진 및/또는 위치결정(positioning)을 정의하기에 적합하다.
본 논의에서, 용어 “근위(proximal)”는 포괄적인 모터 부재에 가깝거나 이를 향해 신장되는 요소를 나타낸다. 반대로, 용어 “원위(distal)"는 포괄적인 모터 부재로부터 먼 또는 거리가 있는 요소를 나타낸다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 관형 프로파일은 강철 또는 알루미늄 합금족에 속하는 재료로 만들어진다.
첨부된 도 3, 4, 및 6에 도시된 실시예에 따르면, 상기 제1 전진 모터(22;32;52), 제1 전진 재순환 볼 스크류(23;33;53), 제1 전진 너트(24;34;54), 및 제1 관형 스템(25;35;55)은 동축이다.
도 3에 도시된 실시예에 따르면, 전기기계 작업 유닛(2)은 150mm의 최대 선형 스트로크를 가진다.
첨부된 도 4 및 5에 도시된 실시예에 따르면, 적어도 하나의 전기기계 작업 유닛(3;4)은 회전 그룹(311;411)을 더 포함한다. 상기 회전 그룹(311;411)은 회전 모터(321;421), 제1 툴 홀더 요소(36;46), 및 회전 모션 전달 시스템(rotation motion transmission system)(323;423)을 포함한다. 상기 회전 모터(321; 421)는 차례로 제1 전진 스크류 축(V')과 평행한 회전 모터 축(M")을 따라서 연장되는 회전 모터 샤프트(322;422)를 포함한다. 상기 제1 툴 홀더 요소(36;46)에는 툴 홀더 요소 허브(327;427)가 제공된다. 상기 회전 모션 전달 시스템(323;423)은 툴 홀더 요소 허브(327;427)에 회전 모터(321;421)를 연결하기에 적합한 전달 수단을 포함한다. 특히, 상기 툴 홀더 요소 허브(327;427)는 제1 전진 스크류 축(V')에 평행하거나 동축인 툴 홀더 요소 회전 축(R)을 중심으로 한 제1 툴 홀더 요소(36;46)의 회전을 정의한다.
첨부된 도 4 및 5에 따르면, 상기 전달 수단은 회전 구동 풀리(324;424), 회전 피동 풀리(325;425), 및 회전 전달 벨트(326;426)를 포함한다. 상기 회전 구동 풀리(324;424)는 회전 구동 샤프트(322;422)에 결합된다. 상기 회전 전달 벨트(326;426)는 회전 구동 풀리(324;424)로부터 회전 피동 풀리(325;425)로 회전 모션의 전달을 허용한다. 상세하게는, 상기 툴 홀더 요소 허브(327; 427)는 회전 피동 풀리(325;425)에 맞물려 일체화된다.
도 4에 도시된 실시예에 따르면, 전기기계 작업 유닛(3)은 회전 병진 모션(rototranslational motion)을 발생시키기에 적합하다. 특히, 제1 전진 모터(32)는 150mm의 최대 스트로크로 축방향 추력 모션을 발생시키는 한편, 회전 모터(321)는 제1 툴 홀더 요소(36)의 회전을 정의한다. 또한, 툴 홀더 요소 허브(327)는 툴 홀더 요소 회전 축(R)을 중심으로 상기 제1 툴 홀더 요소(36)의 회전을 정의하도록 제1 툴 홀더 요소(36)에 키 결합된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 관형 스템(35)은 제1 스템 제1 부분 및 제1 스템 제2 부분을 포함한다. 상기 제1 스템 제1 부분은 제1 스템 근위 단부(35')로부터 연장되고, 제1 스템 제2 부분은 제1 스템 원위 단부(35")에 의해 종료된다. 상기 제1 스템 제1 부분의 단면 치수는 제2 스템 제2 부분의 단면 치수와 상이하다. 또한, 상기 제1 스템 1 부분은 스템 연결 플랜지에 의해 제1 스템 제2 부분에 연결된다.
도 5에 도시된 실시예에 따르면, 전기기계 작업 유닛(4)은 회전 병진 모션을 발생시키기에 적합하다. 특히, 상기 제1 전진 모터(42)는 100mm의 최대 스트로크로 축방향 위치결정 모션을 생성하는 한편, 상기 회전 모터(421)는 제1 툴 홀더 요소(46)의 회전을 정의한다. 또한, 상기 툴 홀더 요소 허브(427)는 툴 홀더 요소 회전 축(R)을 중심으로 제1 툴 홀더 요소(46)의 회전을 정의하도록 제1 툴 홀더 요소(46)에 키 결합된다.
도 6에 도시된 실시예에 따르면, 적어도 하나의 전기기계 작업 유닛(5)은 제2 전진 그룹(511)을 더 포함한다. 상기 제2 전진 그룹(511)은 제2 전진 모터(521), 제2 전진 재순환 볼 스크류(531), 제2 전진 너트(541), 제2 전진 플랜지(542), 및 제2 관형 스템(551)을 포함한다.
상기 제2 전진 재순환 볼 스크류(531)는 제1 전진 스크류 축(V')과 평행한 제2 전진 스크류 축(V")을 따라서 연장된다. 또한, 이러한 제2 전진 재순환 볼 스크류는 제2 전진 모터(521)에 의해 이동된다. 상기 제2 전진 너트(541)는 제2 전진 재순환 볼 스크류(531)에 맞물리고 제2 전진 스크류 축(V”)을 따라서 병진이동 가능하다. 제2 전진 플랜지(542)는 제2 전진 너트(541)에 맞물려 일체화된다. 제2 관형 스템(551)은 제2 스템 근위 단부(551')와 제2 스템 근위 단부(551") 사이에 연장된다. 제2 스템 근위 단부는 제2 전진 플랜지(542)에 맞물려 일체화되는 한편, 제2 스템 원위 단부는 제2 툴 홀더 요소의 전진 및/또는 위치결정을 정의하기에 적합하다. 특히, 제2 관형 스템(551)은 제1 관형 스템(55)과 동축이다.
도 6에 도시된 전기기계 작업 유닛(5)은 두 개의 상호 독립적인 축방향 모션들을 생성하기에 적합하다. 구체적으로, 제1 축방향 추력 모션은 제1 관형 스템(55)에 의해 생성되는 한편, 제2 축방향 추력 모션은 제2 관형 스템(551)에 의해 생성된다. 두 개의 축방향 모션들의 수행의 순서는 가역적이며, 즉, 제1 관형 스템(55)의 추력은 제2 관형 스템(551)의 추력에 앞설 수 있거나 그 반대도 마찬가지이다.
도 6에 도시된 실시예에 따르면, 전기기계 작업 유닛(5)은 관형 프로파일에 두 개의 상이한 변형 공정들, 예를 들어, 관형 프로파일의 외부 변형 및 내부 변형을 수행하기 위해 두 개의 독립적인 축방향 모션들을 생성하기에 적합하다. 상세하게는, 제1 관형 스템(55) 및/또는 제2 관형 스템(551)의 스트로크는 최소 49mm로부터 최대 160mm까지 변한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 전진 너트(24;34;44;54)는 실질적으로 전진 너트 근위 단부(24';34';44';54')와 제1 전진 너트 원위 단부(24";34";44";54") 사이에 연장되는 중공형 실린더이다. 상기 제1 전진 너트(24;34;44;54)에는 반경방향 외측으로 돌출되고 제1 전진 너트 근위 단부(도 3 및 5) 또는 제 1 전진 너트 원위 단부(도 4 및 6)에 형성된 제1 칼라(240;340;440;540)가 더 제공된다. 달리 말해서, 제1 칼라가 제1 전진 너트 원위 단부로부터 돌출될 때, 제1 전진 너트는 실질적으로 역으로 장착된다.
유리하게는, 제1 전진 너트가 거꾸로 장착될 때, 전기기계 작업 유닛의 축방향 치수를 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 제1 칼라(240;340;440;540)는 제1 스템 근위 단부(25')에 대한 또는 제1 전진 너트(24;34;44;54) 및 제1 스템 근위 단부(35';45';55’) 모두에 맞물려 이들과 일체화된 제1 전진 플랜지(350;450;550)에 대한 맞물림 표면을 형성한다.
도 4와 6에 도시된 실시예에 따르면, 제1 전진 플랜지(350;550)는 축 대칭이다. 특히, 제1 플랜지 구멍(3500;5500)은 제1 전진 재순환 볼 스크류(33;53)에 의해 맞물리며 제1 전진 플랜지(350;550)의 중심에 형성된다. 상기 제1 플랜지 구멍(3500;5500)은, 제1 전진 플랜지(350;550)를 제1 전진 너트(34;54)에 맞물리게 하고 이들을 일체화하기에 적합한 단차진 챔퍼(stepped chamfer)(3501;5501)를 포함한다. 제1 전진 플랜지(350;550)는 제1 스템 근위 단부(35';55’)에 제1 전진 플랜지(350;550)를 맞물리게 하고 이들을 일체화하기에 적합한 제1 플랜지 주변 영역(3502;5502)에 의해 더 한정된다.
일 실시예에 따르면, 제1 툴 홀더 시트(seat)(25”;35”;45”)는 제1 스템 원위 단부(260;360;460)에서 얻어진다.
첨부된 도 3에 따르면, 제1 툴 홀더 시트(260)는 소성 변형 유닛 또는 칩 제거 유닛을 수용하기에 적합하다. 예를 들어, 소성 변형 유닛은 롤링(rolling) 유닛, 또는 헤딩(heading), 라운딩(rounding) 또는 페이싱(facing) 유닛이다.
첨부된 도 4 및 5에 따르면, 제1 툴 홀더 시트(360;460)는 제1 툴 홀더 요소(36;46)를 수용하기에 적합하다. 이러한 제1 툴 홀더 요소(36;46)는 관형 프로파일의 냉간 소성 변형 중에 또는 칩 제거 중에 적어도 하나의 툴을 제거가능하게 장착하기에 적합하다.
도 4 및 5에 도시된 실시예에 따르면, 제1 툴 홀더 요소(36;46)는 샤프트이며, 이 샤프트 내의 중심에 툴 시트(361;461)가 성형 유닛 또는 칩 제거 유닛을 수용하기에 적합하도록 형성된다.
도 6에 실시예에 따르면, 제1 툴 홀더 요소(56)는 변형 유닛과 간섭 또는 볼트 체결됨으로써, 해제가능한 결합 수단(561), 예를 들어, 형상 결합(shape coupling)을 형성한다.
도 6에 도시된 실시예에 따르면, 제1 스템 원위 단부(55")는 전진 플랜지 툴 홀더 요소(543)에 맞물리고 이와 일체화된다. 제1 툴 홀더 요소(56)를 수용하는 블라인드 툴 홀더 요소(5430)는 툴 홀더 요소(543)의 전진 플랜지 내에 얻어진다.
유리하게는, 툴 요소 시트(5430)는 툴 홀더 요소 전진 플랜지(543)에 대한 제1 툴 요소(56)의 센터링을 촉진시킨다.
툴 홀더 요소 전진 플랜지(543)는 제1 툴 홀더 요소(56)와 더 일체화되며, 제1 전진 스크류 축(V')을 따라서 제1 전진 모터(52)를 향해 근위쪽으로 돌출된 센터링 탱(centering tang)(5431)을 구비한다. 상기 센터링 탱(5431)은 제1 전진 재순환 볼 스크류(53) 내에 얻어진 리세스(530) 내에 적어도 부분적으로 수용된다. 상기 리세스(530)는 리세스 벽에 의해 원주방향으로 한정되며, 상기 센터링 탱(5431)은 상기 리세스 벽과 결코 접촉하지 않는다. 달리 말해서, 상기 리세스(530)는 단순히 센터링 탱(5431)을 수용하기 위한 노치(notch)이며, 센터링 탱(5431)과 리세스 벽 사이에 접촉은 없다.
도 6에 도시된 실시예에 따르면, 제2 전진 모터(521)는 벨로우즈 조인트(bellows joint)(571)에 의해 제2 전진 재순환 볼 스크류(531)에 맞물린다.
유리하게는, 벨로우즈 조인트는 제2 전진 모터와 제2 전진 재순환 볼 스크류 사이의 가능한 오정렬의 교정을 허용한다. 이에 따라, 벨로우즈 조인트는 전기기계 작업 유닛의 조립을 용이하게 한다.
추가적인 유리한 측면에 따르면, 벨로우즈 조인트는 제2 전진 모터와 제2 전진 재순환 볼 스크류 사이의 인터페이스에서 비틀림 저항을 향상시킨다.
첨부된 도 6에 따르면, 제2 전진 너트(541)에는 제2 전진 너트(541)를 제2 전진 플랜지(542)와 맞물리게 하고 이들을 일체화하기에 적합한 제2 칼라(collar)(5410)가 제공된다.
도 6에 도시된 실시예에 따르면, 제2 툴 홀더 요소를 수용하기에 적합한 제2 툴 홀더 시트(560)는 제2 스템 원위 단부(551") 내에 얻어진다. 이러한 제2 툴 홀더 요소는 관형 프로파일의 소성 변형을 위해 또는 칩 제거를 위해 적어도 하나의 툴을 제거가능하게 장착가능하다.
도 5에 도시된 실시예에 따르면, 상기 이송 기계는 제1 회전 모션 전달 시스템(413)을 더 포함한다. 이러한 제1 회전 모션 전달 시스템(413)은 제1 회전 구동 풀리(414), 제1 회전 피동 풀리(415), 및 제1 회전 전달 벨트(416)를 포함한다. 제1 회전 구동 풀리(414)는 제1 전진 모터(42)의 제1 회전 구동 샤프트(411)에 맞물린다. 제1 회전 전달 벨트(416)는 상기 모션을 제1 회전 구동 풀리(414)로부터 제1 회전 피동 풀리(415)로 전달한다. 또한, 제1 회전 피동 풀리(415)는 제1 전진 재순환 볼 스크류(43)에 맞물려 일체화된다. 제1 회전 구동 샤프트(411)는 제1 전진 스크류 축(V')과 평행하거나 이와 일치하는 제1 전진 모터 축(M')을 따라서 연장된다.
첨부된 도 4에 도시된 실시예에 따르면, 제1 툴 홀더 요소(36)에는 제1 전진 스크류 축(V')을 따라서 제1 전진 모터(32)를 향해 근위쪽으로 돌출된 제1 센터링 탱(3431)이 제공된다. 제1 센터링 탱(3431)은 제1 전진 재순환 볼 스크류(33) 내에 얻어진 제1 리세스(330) 내에 적어도 부분적으로 수용된다. 제1 리세스(330)는 제1 리세스 벽에 의해 원주방향으로 한정되며, 제1 센터링 탱(3431)은 결코 제1 리세스 벽과 접촉하지 않는다. 달리 말해서, 제1 리세스(330)는 단순히 제1 센터링 탱(3431)을 수용하기 위한 노치이고 제1 센터링 탱(3431)과 제1 리세스 벽 사이에 접촉은 없다.
일 실시예에 따르면, 각각의 전기기계 작업 유닛(2;3;4;5)은 애노다이징된 알루미늄, 예를 들어, 7000 시리즈의 알루미늄으로 만들어진 외부 피복 프레임(200;300;400;500)을 포함한다. 특히, 외부 피복 프레임은 경질 애노다이징된 알루미늄으로 만들어진다. 경질 애노다이징 공정은 20 내지 35 미크론 사이에 포함되는 깊이를 가지는 경화된 표면층을 얻는 것을 가능하게 한다.
유리하게는, 알루미늄으로 만들어진 외부 피복 프레임은 장착 테이블의 하우징 시트들 내에 캔틸레버식으로 설치되기에 충분히 가벼운 전기기계 작업 유닛을 얻는 것을 허용한다.
또 다른 유리한 측면에 따르면, 애노다이징된 알루미늄으로 만들어진 외부 피복 프레임은 표면 경도와 가벼움 사이에 양호한 절충을 얻는 것을 허용한다.
첨부된 도 3, 4, 및 6에 도시된 실시예에 따르면, 제1 전진 모터(22;32;52)는 중공형 샤프트 모터이다.
일 실시예에 따르면, 각각의 전기기계 작업 유닛(2;3;4;5)은 근위 프레임 부분(200';300';400';500’)과 원위 프레임 부분(200";300";400";500") 사이에 연장된 외부 피복 프레임(200;300;400;500)을 포함한다. 원위 프레임 부분(200";300";400";500")은 어깨부(shoulder)(210;310;410;510) 또는 스페이서에 의해 근위쪽으로 한정되고, 잠금 링 너트(220;320;420;520)에 의해 원위쪽으로 한정되는 외부 실린더형 표면(201;301;401;501)을 포함한다. 상기 어깨부(210;310;410;510) 또는 스페이서와 잠금 링 너트(220;320;420;520) 사이에 연장되는 공간 영역은 장착 테이블(12)의 복수의 수용 시트들(121) 중 하나에 수용되기에 적합하다. 특히, 잠금 링 너트(220;320;420;520)는 회전식 테이블(13)을 마주보는 장착 테이블(12)의 표면과 접촉할 때까지 외부 실린더형 표면(201;301;401;501) 상에 나사 체결된다. 대신에, 어깨부(210;310;410;510)는 회전식 테이블(13)을 마주보는 표면의 반대편의 장착 테이블(12)의 표면 상에 접한다. 이러한 방식으로, 각각의 전기기계 작업 유닛은 복수의 수용 시트들(121) 중 하나에 설치되고 잠긴다.
혁신적으로, 본 발명에 따른 이송 기계는 의도된 목적을 준수하며; 실제로, 위에서 논의된 공압식 또는 유압식 액추에이터의 존재로 인한 단점들을 겪지 않는 완전한 전기기계 작업 유닛들을 포함한다. 달리 말해서, 본 발명에 따른 이송 기계는 공압식으로 또는 유압식으로 작동되는 액추에이터에 대한 필요 없이 전기기계적으로 작동되는 작업 유닛에 의해 관형 프로파일을 소성 변형시키기에 적합하다. 상기 전기기계 작업 유닛들에 의해 생성된 힘은 가압된 유체 및 각각의 제어 유닛의 존재를 제거하기에 충분하다.
또한, 상기 이송 기계는 관형 프로파일을 변형시키기에 충분한 추력을 생성할 수 있는 전기기계 작업 유닛만을 포함하기 때문에 안전하다. 달리 말해서, 전기기계 작업 유닛은 공압/유압 액추에이터 또는 임의의 경우에, 가압된 유체의 작용에 영향받는 요소들의 추가적인 존재를 요구하지 않는다.
두번째 이점은 작업 유닛이 완전히 전기기계적이라는 사실로 인해 이송 기계의 비용의 감소를 허용한다는 것이다. 전기기계 작업 유닛이 오일 또는 유체 압력 탱크, 제어 유닛 또는 오일/유체 회수 시스템을 장착하지 않기 때문에 상기 이송 기계의 구조가 단순화된다. 추가적인 비용 감소는, 전기기계 작업 유닛의 사용에 의해 생성된 폐오일을 처리할 필요가 없고 이송 기계는 완전한 공압식 또는 유압식 액추에이션을 가지는 이송 기계보다 적은 모니터링 및 유지보수를 요구한다는 사실에 기인한다.
또 다른 유리한 측면에서, 전기기계 작업 유닛은 7000kg까지의 변형 추력을 생성하기에 적합하다.
본 기술분야의 당업자는 본 발명에 따른 이송 기계의 실시예들에 대해 변경 및 개조할 수 있으며, 또는 요소들을 다음의 청구항의 보호 범위로부터 벗어나지 않으면서 대표적인 필요성을 충족하는 기능적으로 동등한 다른 것들로 대체할 수 있다. 하나의 가능한 실시예에 속하는 위에 기재된 모든 특징들은 다른 기재된 실시예들로부터 독립적으로 구현될 수 있다.
Claims (17)
- 적어도 하나의 관형 프로파일(tubular profile)의 냉간 소성 변형 및/또는 칩 제거 처리를 위한 이송 기계(transfer machine)(1)로서:
- 베이스 표면(B) 상에 안착하기 위한 베이스(11);
- 베이스 평면(B)에 직교하도록 고정되고 배열되는 장착 테이블(12);
- 상기 장착 테이블을 마주보는 회전식 테이블(13), 및
- 상기 장착 테이블(12) 상에 설치된 복수의 전기기계 작업 유닛들(2;3;4;5);을 포함하며,
상기 회전식 테이블(13)은 복수의 작업 스테이션들(131)을 포함하고, 상기 복수의 작업 스테이션들의 각각의 작업 스테이션은 상기 관형 프로파일을 클램핑하기 위한 바이스(vise)(132)를 포함하며,
상기 장착 테이블(12)에 복수의 수용 시트들(housing seats)(121)이 형성되고, 상기 복수의 수용 시트(121)의 각각의 수용 시트는 각각의 작업 스테이션을 마주보며 상기 복수의 전기기계 작업 유닛들의 전기기계 작업 유닛을 수용하기에 적합하고, 각각의 전기기계 작업 유닛(2; 3; 4; 5)은 제1 전진 그룹(advance group)(21;31;41;51)을 포함하며, 상기 제1 전진 그룹은:
- 제1 전진 모터(22;32;42;52)로서, 상기 제1 전진 모터(22;32;42;52)는 전기적인, 전진 모터;
- 상기 제1 전진 모터에 의해 이동되며 상기 장착 테이블(12)에 실질적으로 직교하는 제1 전진 스크류 축(V')을 따라서 연장되는 제1 전진 재순환 볼 스크류(23;33;43;53);
- 상기 제1 전진 재순환 볼 스크류에 맞물리며 상기 제1 전진 스크류 축(V')을 따라서 병진이동 가능한 제1 전진 너트(24;34;44;54), 및
- 제1 스템 근위 단부(25';35';45';55')와 제1 스템 원위 단부(25";35";45";55") 사이에 연장되는 제1 관형 스템(tubular stem)(25;35;45;55)으로서, 상기 제1 스템 근위 단부는 상기 제1 전진 너트에 맞물려 일체화되고, 상기 제1 스템 원위 단부는 제1 툴 홀더 요소(36;46;56)의 전진 및/또는 위치결정을 정의하기에 적합한, 제1 관형 스템;을 포함하며,
상기 제1 전진 모터(22;32;52)는 중공형 샤프트 모터인 것을 특징으로 하는, 이송 기계. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전진 모터(22;32;52), 상기 제1 전진 재순환 볼 스크류(23;33;53), 상기 제1 전진 너트(24;34;54), 및 상기 제1 관형 스템(25;35;55)은 동축인, 이송 기계. - 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 전기기계 작업 유닛(3; 4)은 회전 그룹(311; 411)을 더 포함하며, 상기 회전 그룹(311; 411)은:
- 상기 제1 전진 스크류 축(V')에 평행한 회전 모터 축(M")을 따라서 연장되는 회전 모터 샤프트(322; 422)를 포함하는 회전 모터(321; 421);
- 툴 홀더 요소 허브(327; 427)를 구비하는 제1 툴 홀더 요소(36; 46); 및
- 상기 회전 모터(321; 421)를 상기 툴 홀더 요소 허브(327; 427)에 연결하기에 적합한 전달 수단을 포함하는 회전 모션 전달 시스템(323; 423);을 포함하며,
상기 툴 홀더 요소 허브(327; 427)는 상기 제1 전진 스크류 축(V')에 평행하거나 동축인 툴 홀더 요소 회전 축(R)을 중심으로 상기 제1 툴 홀더 요소(36; 46)의 회전을 정의하는, 이송 기계. - 제4항에 있어서,
상기 전달 수단은 상기 회전 구동 샤프트(322; 422)에 맞물린 회전 구동 풀리(324; 424), 회전 피동 풀리(325; 425), 및 상기 회전 구동 풀리(324; 424)로부터 상기 회전 피동 풀리(325; 425)로 회전 모션을 전달하기 위한 회전 전달 벨트(326; 426)를 포함하며,
상기 툴 홀더 요소 허브(327; 427)는 상기 회전 피동 풀리(325; 425)에 맞물려 일체화되는, 이송 기계. - 제1항에 있어서,
적어도 하나의 전기기계 작업 유닛(5)은 제2 전진 그룹(511)을 더 포함하며; 상기 제2 전진 그룹(511)은:
- 제2 전진 모터(521);
- 상기 제1 전진 스크류 축(V')에 평행한 제2 전진 스크류 축(V")을 따라서 연장되며, 상기 제2 전진 모터(521)에 의해 더 이동되는 제2 전진 재순환 볼 스크류(531);
- 상기 제2 전진 재순환 볼 스크류(531)에 맞물리며 상기 제2 전진 스크류 축(V")을 따라서 병진이동 가능한 제2 전진 너트(541);
- 상기 제2 전진 너트(541)에 맞물려 일체화되는 제2 전진 플랜지(542); 및
- 제2 스템 근위 단부(551')와 제2 스템 원위 단부(551") 사이에 연장되는 제2 관형 스템(551)으로서, 상기 제2 스템 근위 단부는 상기 제2 전진 플랜지(542)에 맞물려 일체화되고, 상기 제2 스템 원위 단부는 제2 툴 홀더 요소의 전진 및/또는 위치결정을 정의하기에 적합하며, 상기 제2 관형 스템(551)은 상기 제1 관형 스템(55)과 동축인, 제2 관형 스템;을 포함하는, 이송 기계. - 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전진 너트(24;34;44;54)는 제1 전진 너트 근위 단부(24';34';44';54')와 제1 전진 너트 원위 단부(24";34";44";54") 사이에 연장되는 실질적으로 중공형 실린더이며, 상기 제1 전진 너트(24;34;44;54)에는 반경방향 외측으로 돌출되고 상기 제1 전진 너트 근위 단부 또는 상기 제1 전진 너트 원위 단부에 형성된 제1 칼라(collar)(240;340;440;540)가 더 제공되고, 상기 제1 칼라(240;340;440;540)는 상기 제1 스템 근위 단부(25')에 대한 또는 상기 제1 전진 너트(24;34;44;54)와 상기 제1 스템 근위 단부(35';45';55') 둘 다에 맞물려 이들과 일체화된 제1 전진 플랜지(350;450;550)에 대한 맞물림 표면을 형성하는, 이송 기계. - 제6항에 있어서,
상기 제1 전진 플랜지(350;550)는 축 대칭이며, 상기 제1 전진 재순환 볼 스크류(33;53)에 의해 맞물린 상기 제1 전진 플랜지(350;550) 내의 중심에 제1 플랜지 구멍(3500;5500)이 형성되고, 상기 제1 플랜지 구멍(3500;5500)은 상기 제1 전진 플랜지(350;550)를 상기 제1 전진 너트(34;54)에 맞물리게 하고 이들을 일체화하기 위한 단차진 챔퍼(step chamfer)(3501;5501)를 포함하며, 상기 제1 전진 플랜지(350;550)는 상기 제1 전진 플랜지(350;550)를 상기 제1 스템 근위 단부(35';55')에 맞물리게 하고 일체화하기 위한 제1 플랜지 주변 영역(3502;5502)에 의해 더 한정되는, 이송 기계. - 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 스템 원위 단부(25"; 35"; 45")에 제1 툴 홀더 시트(260; 360; 460)가 형성되며,
상기 제1 툴 홀더 시트(260)는 소성 변형 유닛 또는 칩 제거 유닛을 수용하기에 적합하거나, 또는
상기 제1 툴 홀더 시트(360; 460)는 상기 제1 툴 홀더 요소(36; 46)를 수용하기에 적합한, 이송 기계. - 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 툴 홀더 요소(36; 46)는 변형 유닛 또는 칩 제거 유닛을 수용하기에 적합한 툴 시트(tool seat)(361; 461)가 중심에 형성된 샤프트이거나, 또는 상기 제1 툴 홀더 요소(56)는 변형 유닛과 간섭 또는 볼트 체결됨으로써 해제가능한 결합 수단(561), 예를 들어, 형상 결합(shape coupling)을 형성하는, 이송 기계. - 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 스템 원위 단부(55")는 툴 홀더 요소 전진 플랜지(543)에 맞물려 일체화되고, 상기 툴 홀더 요소 전진 플랜지(543) 내에 상기 제1 툴 홀더 요소(56)를 수용하는 블라인드 툴 홀더 요소 시트(5430)가 형성되며, 상기 툴 홀더 요소 전진 플랜지(543)는 상기 제1 툴 홀더 요소(56)와 일체화되고 상기 제1 전진 스크류 축(V')을 따라서 상기 제1 전진 모터(52)를 향해 근위쪽으로 돌출된 센터링 탱(centering tang)(5431)을 구비하며, 상기 센터링 탱(5431)은 상기 제1 전진 재순환 스크류(53) 내에 형성된 리세스(530) 내에 적어도 부분적으로 수용되는, 이송 기계. - 제5항에 따를 때 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전진 모터(521)는 벨로우즈 조인트(bellows joint)(571)에 의해 상기 제2 전진 재순환 볼 스크류(531)에 맞물리는, 이송 기계. - 제5항에 따를 때 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 전진 너트(541)에는 상기 제2 전진 너트(541)를 상기 제2 전진 플랜지(542)에 맞물리게 하여 일체화시키는 제2 칼라(collar)(5410)가 제공되는, 이송 기계. - 제5항에 따를 때 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 스템 원위 단부(551")에 상기 제2 툴 홀더 요소를 수용하기에 적합한 제2 툴 홀더 시트(560)가 형성되며, 상기 제2 툴 홀더 요소는 상기 관형 프로파일의 소성 변형 또는 칩 제거를 위한 적어도 하나의 툴을 제거가능하게 제공가능한, 이송 기계. - 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전진 모터(42)의 제1 회전 모터 샤프트(411)에 맞물리는 제1 회전 구동 풀리(414), 제1 회전 피동 풀리(415), 및 상기 제1 회전 구동 풀리(414)로부터 상기 제1 회전 피동 풀리(415)로 모션을 전달하기 위한 제1 회전 전달 벨트(416)를 포함하는 제1 회전 모션 전달 시스템(413)을 더 포함하며, 상기 제1 회전 피동 풀리(415)는 상기 제1 전진 재순환 볼 스크류(43)에 맞물려 일체화되고, 상기 제1 회전 구동 샤프트(411)는 상기 제1 전진 스크류 축(V')과 평행하거나 일치하는 제1 전진 모터 축(M')을 따라서 연장되는, 이송 기계. - 제3항에 따를 때 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 툴 홀더 요소(36)에는 상기 제1 전진 스크류 축(V')을 따라서 상기 제1 전진 모터(32)를 향해 근위쪽으로 돌출된 제1 센터링 탱(centering tang)(3431)이 제공되고, 상기 제1 센터링 탱(3431)은 상기 제1 전진 재순환 볼 스크류(33) 내에 형성된 제1 리세스(recess)(330) 내에 적어도 부분적으로 수용되는, 이송 기계. - 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 전기기계 작업 유닛(2; 3; 4; 5)은 애노다이징된 알루미늄, 예를 들어, 7000 시리즈의 알루미늄으로 만들어진 외부 피복 프레임(external covering frame)(200; 300; 400; 500)을 포함하는, 이송 기계. - 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 전기기계 작업 유닛(2; 3; 4; 5)은 근위 프레임 부분(200'; 300'; 400'; 500')과 원위 프레임 부분(200"; 300"; 400"; 500") 사이에 연장된 외부 피복 프레임(200; 300; 400; 500)을 포함하며, 상기 원위 프레임 부분(200"; 300"; 400"; 500")은, 어깨부(shoulder)(210; 310; 410; 510) 또는 스페이서(spacer)에 의해 근위쪽으로 한정되고 잠금 링 너트(locking ring nut)(220; 320; 420; 520)에 의해 원위쪽으로 한정되는 외부 실린더형 표면(201; 301; 401; 501)을 포함하고, 상기 숄더부(210; 310; 410; 510) 또는 스페이서와 상기 잠금 링 너트(220; 320; 420; 520) 사이에 연장되는 공간 영역은 상기 장착 테이블(12)의 복수의 수용 시트들(121) 중 하나에 수용되기에 적합한, 이송 기계.
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